Szöveti regeneráció (1)

1. Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

2. Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés és „tissueengineering” – 17. Előadás Szöveti regeneráció (1)

3. Őssejtek a csontvelőben • Hemopoetikus őssejtek (HSC) • Mezenchimális őssejtek(MSC) • „Side population” • Multipotensfelnőtt progenitor sejtek(MAPC)

4. Őssejtterápia indikációi • Kardiovaszkuláris és ischemiás betegségek • Cukorbetegség • Hemopoetikus betegségek • Májbetegségek • Ortopédia • Több, mint 25000 HSC transzplantációt végeznek évente

5. Embrionális őssejtek • Embrionális őssejtek előnyei: • Pluripotens • Könnyű izolálni • Magas proliferációs képesség • Könnyen integrálódik az embrionális szövetekbe • Hátrányok: • Immunológiairejekció • Nem megfelelő irányú differenciálódás • Tumorképződés veszélye • Fertőzésveszély

6. Csíravonal eredetű őssejtek • Csíravonal-eredetű őssejtek • Pluripotensek • Ritka előfordulás • Embrionális teratoma kialakulásának veszélye • Felnőtt őssejtek • Előnyök: • Multipotensek • Nagyobb differenciációs képesség • Kevésbé valószínű az immunológiai rejekció, • Lehetséges a gyógyszeres befolyásolásuk • Hátrányok: • Ritkák és az izoláció nehézkes • Lassú növekedés és a differenciálódás lassú • Kezelésük bonyolult és nehéz elérni a transzplantációhoz megfelelő sejtszámot

7. Hemopoetikus őssejt transzplantáció(HCT) • Betegségek, amelyek HCT-vel kezelhetőek: • Malignus hemopoetikus megbetegedések • Autotranszplantáció • Allogén transzplantáció • Öröklődő immundeficiencák • Aplasztikushematológiai betegségek • Csontvelő-eredetű őssejteket észleltek több graftban eltérő nemű donor és recipiens esetén

8. Hemopoetikus őssejtek • Az őssejt-elméletet az 50-es években állították fel • A csontvelőben helyezkednek el • CD34+, CD133+, c-kit+, CD38-, CD45- • Világszerte nyíltan hozzáférhető adatbázisok léteznek a csontvelődonorokról

9. Az őssejtterápia alapjai 5. Reinfúzió A fagyasztásból felolvasztott őssejteket újra előveszik és a beteg véráramába juttatják 1. Kinyerés Az őssejteket a beteg véréből vagy csontvelejéből nyerik ki 4. Kemoterápia Nagy dózisú kemo- vagy radioterápiával kiirtják a recipiens saját csontvelejét 2. Feldolgozás A kinyert vért vagy csontvelőt laboratóriumban dolgozzák fel 3. Fagyasztás Folyékony nitrogén alatt hosszú ideig megőrizhetőek az őssejtek

10. Őssejtmobilizáció a csontvelőből Nyugvó állapot Mobilizáció G-CSF-fel Vér Vér G-CSF Perivaszkuláris sejtek CXCL12 Monocita Monocita G-CSFR CXCR4 HPSC HPSC VCAM-1 VLA-4 C3a uPAR c-kit kitL Oszteoideredetű sejtek Csontszövet Csontszövet

11. Porcregeneráció TGF-b Differenciálódott porcsejtek injektálása a lebeny alá Izolált őssejtek tenyésztése bioreaktorokban Lebeny kivétele a tibiálisperioszteumból

12. Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés és „tissueengineering” – 18. Előadás Szöveti regeneráció (2)

13. Májszöveti regeneráció Máj funkciói: Anyagcsere Energiahomeosztázis, glikogén termelése és tárolása Méregtelenítés Epe termelés Plazmafehérjék szintézise Szöveti sérülés esetén a belső regeneratív kapacitás elégtelen lehet. Jelenleg amájelégtelenség egyedüli hosszú távú terápiája a transzplantáció.

14. Májelégtelenség okai Toxikus anyagok Gyógyszerek Alkohol Kémiai anyagok Fertőző betegségek Hepatitis vírusok Baktériumok Paraziták (pl. malária) Egyéb okok Genetikai betegségek Autoimmun betegségek (primerbiliáriscirrózis)

15. Májtranszplantáció Ma az egyetlen hosszú távú terápiás lehetőség Immunszuppressziószükséges Fokozott érzékenység a fertőző betegségekkel szemben Az immunszuppresszióban használatos gyógyszereknek komoly mellékhatásai lehetnek Világszerte jellemző a donorhiány

16. A májelégtelenség sejtes terápiájának lehetőségei Kevésbé invazív beavatkozás, mint a szervtranszplantáció Több alkalommal ismételhető Korlátozó tényezők lehetnek: Megfelelő számú beültetendő májsejt kinyerése a donorból A májsejtek utánpótlásának zökkenőmentes megoldása (supply-on-demand) Már meglevő májsejtek expanziója Őssejtek differenciáltatása májsejtté

17. Őssejtterápia alkalmazása a májszöveti regenerációjában • Csontvelői őssejtek • Hemopoetikusőssejtek • Mezenchimálisőssejtek • Májszöveti őssejtek/progenitorok • Embrionális őssejtek

18. HSC és májszöveti regeneráció • Csontvelői HSC-kegy populációja az őssejt-markereken (CD34, c-kit) kívül még a-fetoprotein-t (aFP, májsejt progenitorokmarkere) is expresszál • Amikor a csontvelői őssejteket Hepatocyta Növekedési Faktor (HGF) jelenlétében tenyésztették, májsejt-jellegzetességeket mutattak • Ezeket a kísérleteket mind emberi-, mind rágcsáló-eredetű sejteken elvégezték

19. MSC és májtranszplantáció • MSC alpopuláció:multipotensfelnőtt progenitor sejtek (MAPC) • Humán MAPC-khepatocita-szerű sejtekké differenciálódnak HGF jelenlétében • A differenciáció rendkívül lassú • Emiatt a klinikai alkalmazás eredményessége megkérdőjelezhető

20. HSC-k tenyésztés során májsejtekké differenciálódnak Autológ eredetű májsejtek tenyészete Beteg Májsejtek Májkárosodás Vér vagy csontvelő Sejtdifferenciáció Sejtek kiültetése/Inokulációja Őssejtek izolálása HGF a médiumban

21. Klinikai kipróbálás során szerzett tapasztalatok • Esetek: • Hepatocelluláriscarcinoma • Hepatitis B vagy C • Cirrózis (alkoholos, gyógyszer-indukálta vagy primer eredetű • BMSC: • Nem szortoltmononukleáris sejtek • CD34+ vagy CD133+ szortolt sejtek • Alkalmazás módja: • Perifériás véna • Portális véna • Májartéria • Eredmények: • Általában jól tolerálható • Child-Plough pontszám javulása, albumin, AST, ALP, bilirubin, alvadási paraméterek javultak

22. Sérülés-indukálta csontvelői őssejt (BMSC) differenciáció állatmodellben • Egérmodell: eltérő nemű donorból BMSC transzplantáció öröklődő tirozinémiás (FAH -/-) egerekbe (letális fenotípus, májbetegség) • A májsejtek 1/3-a volt donoreredetű a szexkromoszóma-analízis alapján a donáció után 22 héttel • Indukált májcirrózis-modellben 25%-a a májsejteknek bizonyult donor-eredetűnek 4 héttel a transzplantáció után

23. Konklúziók • A módszer jelenleg nem kész a rutinszerű klinikai alkalmazásra, mivel az eredmények ellentmondásosak, és kevés adat áll rendelkezésre • Milyen esetekben alkalmazható? • Milyen sejteket kell transzplantálni? • Milyen alkalmazási út a legmegfelelőbb? • Kockázat-előny arányról jelenleg nem állnak rendelkezésre megfelelő adatok